c – 即使从未调用代码,添加stringstream / cout也会损害性能
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我有一个程序,其中一个简单的函数被称为很多次.我添加了一些简单的日志代码,发现这会显着影响性能,即使实际上没有调用日志代码也是如此.完整(但简化)的测试用例如下所示：
#include <chrono>
#include <iostream>
#include <random>
#include <sstream>
using namespace std::chrono;
std::mt19937 rng;
uint32_t getValue()
{
// Just some pointless work,helps stop this function from getting inlined.
for (int x = 0; x < 100; x++)
{
rng();
}
// Get a value,which happens never to be zero
uint32_t value = rng();
// This (by chance) is never true
if (value == 0)
{
value++; // This if statment won't get optimized away when printing below is commented out.
std::stringstream ss;
ss << "This never gets printed,but commenting out these three lines improves performance." << std::endl;
std::cout << ss.str();
}
return value;
}
int main(int argc,char* argv[])
{
// Just fror timing
high_resolution_clock::time_point start = high_resolution_clock::now();
uint32_t sum = 0;
for (uint32_t i = 0; i < 10000000; i++)
{
sum += getValue();
}
milliseconds elapsed = duration_cast<milliseconds>(high_resolution_clock::now() - start);
// Use (print) the sum to make sure it doesn't get optimized away.
std::cout << "Sum = " << sum << ",Elapsed = " << elapsed.count() << "ms" << std::endl;
return 0;
}
请注意,代码包含stringstream和cout,但实际上从未调用过.但是,这三行代码的存在将运行时间从2.9秒增加到3.3秒.这是在VS2013上的释放模式.奇怪的是,如果我使用’-O3’标志构建GCC,额外的三行代码实际上会使运行时间缩短半秒左右. 我知道额外的代码可能会以多种方式影响生成的可执行文件,例如通过防止内联或导致更多的缓存未命中.真正的问题是,我是否可以做些什么来改善这种情况？切换到sprintf()/ printf()似乎没有什么区别.我是否需要简单地接受将这些日志记录代码添加到小函数中即使未调用也会影响性能？ 注意：为了完整性,我的真实/完整场景是我使用包装宏来抛出异常,我喜欢在抛出这样的异常时进行记录.因此,当我调用THROW_EXCEPT(…)时,它会插入类似于上面显示的代码然后抛出.当我从一个小函数内部抛出异常时,这会受到伤害.还有更好的选择吗？ 编辑：这是一个用于快速测试的VS2013解决方案,因此可以检查编译器设置：https://drive.google.com/file/d/0B7b4UnjhhIiEamFyS0hjSnVzbGM/view?usp=sharing 解决方法
所以我最初认为这是由于分支预测和优化分支所以我看了注释组件何时注释掉了代码：
if (value == 0)
00E21371 mov ecx,1
00E21376 cmove eax,ecx
{
value++;
在这里,我们看到编译器已经帮助优化了我们的分支,所以如果我们放入一个更复杂的语句来阻止它这样做： if (value == 0)
00AE1371 jne getValue+99h (0AE1379h)
{
value /= value;
00AE1373 xor edx,edx
00AE1375 xor ecx,ecx
00AE1377 div eax,ecx
这里的分支处于保留状态,但在运行时,它的运行速度与上一个示例一样快,并注释掉以下行.因此,让我们看看组件中是否有这些行： if (value == 0)
008F13A0 jne getValue+20Bh (08F14EBh)
{
value++;
std::stringstream ss;
008F13A6 lea ecx,[ebp-58h]
008F13A9 mov dword ptr [ss],8F32B4h
008F13B3 mov dword ptr [ebp-0B0h],8F32F4h
008F13BD call dword ptr ds:[8F30A4h]
008F13C3 push 0
008F13C5 lea eax,[ebp-0A8h]
008F13CB mov dword ptr [ebp-4],0
008F13D2 push eax
008F13D3 lea ecx,[ss]
008F13D9 mov dword ptr [ebp-10h],1
008F13E0 call dword ptr ds:[8F30A0h]
008F13E6 mov dword ptr [ebp-4],1
008F13ED mov eax,dword ptr [ss]
008F13F3 mov eax,dword ptr [eax+4]
008F13F6 mov dword ptr ss[eax],8F32B0h
008F1401 mov eax,dword ptr [ss]
008F1407 mov ecx,dword ptr [eax+4]
008F140A lea eax,[ecx-68h]
008F140D mov dword ptr [ebp+ecx-0C4h],eax
008F1414 lea ecx,[ebp-0A8h]
008F141A call dword ptr ds:[8F30B0h]
008F1420 mov dword ptr [ebp-4],0FFFFFFFFh
如果那个分支被击中,那就是很多指令.那么如果我们尝试其他什么呢？ if (value == 0)
011F1371 jne getValue+0A6h (011F1386h)
{
value++;
printf("This never gets printed,but commenting out these three lines improves performance.");
011F1373 push 11F31D0h
011F1378 call dword ptr ds:[11F30ECh]
011F137E add esp,4
在这里,我们的指令要少得多,并且它的运行速度与所有注释掉的行一样快. 所以我不确定我能否确切地说出这里发生了什么,但我觉得目前它是分支预测和CPU指令缓存未命中的组合. 为了解决这个问题,您可以将日志记录移动到如下函数中： void log()
{
std::stringstream ss;
ss << "This never gets printed,but commenting out these three lines improves performance." << std::endl;
std::cout << ss.str();
}
和 if (value == 0)
{
value++;
log();
然后它以前所述的速度运行,所有这些指令都替换为单个调用日志(011C12E0h). （编辑：李大同） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |